一种简单实用的超声电机频率跟踪控制技术陈志华，赵淳生（南京航空航天大学超声电机研究中心，南京210016）升会使谐振特性发生变化为了保持电机性能的稳定，激励频率必须跟踪谐振特性的变化该文首先从定子的导纳曲线漂移的角度来描述电机谐振状态的变化，然后通过检测某相电压与电流的相位差来实现频率跟踪控制，*后用其中，Rm为动态电阻，代表机械阻尼；Lm为动态电感，与机械质量成正比；Cm为动态电容，与定子的刚度成反比RmmLm和Cm构成了动态支路。Cd为夹持电容由等效电路图可知，Y（k）=U）是定子的导纳。如果在定子的两端施加频率为k的正弦激励电压U，就可测得其电流/，从而得到导纳曲线。通过对谐振点附近的导纳曲线分析，可计算出等效电路中的各个参数在这里，引用中的一个直径为30mm的行波型超声电机定子的一组参数为：Rm定子的等效电路图在机械谐振点的附近，我们可以画出导纳的幅频和相频曲线，如中的实线所示。该幅频和相频曲线反映了电机定子的谐振特丨性假设中的其他参数不变，仅由某种原因（例如温升，使定子刚度降低，从而使动态电容变大）使动态电容变成=（1+1.003）Cm，这时的幅频和相频曲线如中的虚线所示可见，虽然动态电容增加很小，曲线的形状基本上没有什么变化，但曲线在频率轴上进行了平移尽管平移量仅几百赫兹，如果激励频率不变，在定子中所能激发出来的行波的幅值将有很大的变化通常，我们总是把激励频率选择在机械谐振峰右侧的某一频率上，如中的/1因此，当曲线向左移时，激发出的振动幅值下降，从而电机的转速下降这与。可见，电机转速明显变慢。在实验中发现电机发热，温度升高。待电机冷却至室温后，也从35912Hz的激励频率开始，进行跟踪控制，记录下电机转速和激励频率随时间的变化过程，如中带号的线。可见，电机转速保持了稳定，这是由于激励频率（中带+号的线）变小的缘故。说明以上方案确实实现了超声电机谐振状态的频率跟踪控制。

　　5结束语以上理论分析和实验表明，通过检测定子导纳的相频曲线变化，来实现超声电机定子谐振状态的频率跟踪控制是可行的；其检测信号直接取自驱动器输出的相线上，省去了其他的传感器；只要用少量的元件就能实现这种控制方法。虽然实验所用的是行波型超声电机，该频率跟踪控制技术对其他型式的超声电机也同样适甩